課時跟蹤檢測(二十四)電流電阻電功電功率對點訓練：電流及其三個表達式的應用1．(2015·黃山模擬)銅的摩爾質量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子中有n個自由電子，今有一根橫截面積為S的銅導線，當通過的電流為I時，電子平均定向移動的速率為()A．光速c B.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm) D.eq\f(mI,neSρ)2．(多選)(2015·棗莊期末檢測)如圖1所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導體上加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖所示，則下列說法中正確的是()圖1A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動的速率大于R2中自由電荷定向移動的速率D．R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率對點訓練：電阻及電阻定律的應用3．(2015·山東省名校聯(lián)考)歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且a＞b＞c。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()圖24．(多選)電位器是變阻器的一種，如圖3所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是()圖3A．串接A、B使滑動觸頭順時針轉動，燈泡變暗B．串接A、C使滑動觸頭逆時針轉動，燈泡變亮C．串接A、C使滑動觸頭順時針轉動，燈泡變暗D．串接B、C使滑動觸頭順時針轉動，燈泡變亮對點訓練：歐姆定律、伏安特性曲線的應用5．如圖4所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是()圖4A．a代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比6．某一導體的伏安特性曲線如圖5中AB段(曲線)所示，關于導體的電阻，以下說法正確的是()圖5A．B點的電阻為12ΩB．B點的電阻為40ΩC．導體的電阻因溫度的影響改變了1ΩD．導體的電阻因溫度的影響改變了9Ω7．(2015·杭州檢測)一個用半導體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關系圖像如圖6甲所示，若將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，它們之間的關系為()圖6A．P1＝4PD B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1＜4P2對點訓練：電功、電功率及焦耳定律8．(2015·濟南外國語學校測試)用電動勢為E、內電阻為r的電池組直接向線圈電阻為R的電動機供電，電動機正常工作后，測得通過的電流為I、電動機兩端的電壓為U，則()A．電路中電流I＝eq\f(E,R＋r)B．在時間t內，電池組消耗的化學能為IEtC．在時間t內，電動機輸出的機械能是IEt－I2rtD．以上說法都不對9．(2015·湖北武漢調研)如圖7所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成。當閉合開關S1、S2后，電動機驅動風葉旋轉，將空氣從進風口吸入，經電熱絲加熱，形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額定電壓為220V，吹冷風時的功率為120W，吹熱風時的功率為1000W。關于該電吹風，下列說法正確的是()圖7A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動機線圈的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當電吹風吹熱風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為1000J10．(多選)鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機等電子產品中。現(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖8所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內阻為r，下列說法正確的是()圖8A．電能轉化為化學能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I2rC．電池產生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為eq\f(Ir,U)×100%考點綜合訓練11．(多選)通常一次閃電過程歷時約0.2～0.3s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構成。每個閃擊持續(xù)時間僅40～80μs，電荷轉移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中。在某一次閃擊前云地之間的電勢差約為1.0×109V，云地間距離約為1km；第一個閃擊過程中云地間轉移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時間約為60μs。假定閃電前云地間的電場是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A．閃電電流的瞬時值可達到1×105AB．整個閃電過程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云地間的電場強度約為1×106V/mD．整個閃電過程向外釋放的能量約為6×106J12.如圖9所示，A為電解槽，eq\o\ac(○,M)為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內阻rA＝2Ω，S1閉合，S2、S3斷開時，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為6A，當S2閉合，S1、S3斷開時，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為5A，且電動機輸出功率為35W；當S3閉合，S1、S2斷開時，電流表eq\o\ac(○,A)示數(shù)為4A。求：圖9(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動機的內阻；(3)在電解槽工作時，電能轉化為化學能的功率為多少。答案1．選D由電流表達式I＝n′eSv可得v＝eq\f(I,n′eS)，其中n′＝eq\f(n,m/ρ)＝nρ/m，故v＝eq\f(mI,neSρ)，D對。2．選BD設正方形的邊長為L、導體厚度為d，則I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，得I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的電流相等，A錯誤，B正確。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v小，C錯誤，D正確。3．選A選項A中電阻橫截面積最大，長度最小，根據(jù)R＝ρeq\f(l,S)可知，其電阻最小。4．選AD根據(jù)電位器結構和連線可知：串接A、B使滑動觸頭順時針轉動時回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時，滑動觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯誤。5．選Bb圖線的斜率大，表示電阻小，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可知b代表的電阻絲較粗，選項B正確，A、C錯誤；電阻是導體本身的性質，與電阻兩端的電壓無關，選項D錯誤。6．選B根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點的電阻分別為RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，RB＝eq\f(6,0.15)Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故B對，A、C、D錯。7．選D由于電阻器D與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時，三者功率相同，則此時三者電阻相同。當三者按照題圖乙所示電路連接時，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲圖像可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，PD＜P2，C錯誤；由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋ID，根據(jù)P＝I2R，P1＞4PD，P1＜4P2，A錯誤、D正確；由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于eq\f(U,2)，且D阻值變大，則PD＜eq\f(P,4)，B錯誤。8．選B當電動機正常工作時，其電路是非純電阻電路，I＜eq\f(E,R＋r)，故A錯誤。由電源定義知在時間t內，電池組消耗的化學能為IEt，B對；電動機的輸出功率是機械功率，根據(jù)能量守恒定律得，P出＝P電－P熱＝UI－I2R，在時間t內，電動機輸出的機械能是IUt－I2Rt，故C、D錯誤。9．選A電吹風吹熱風時電熱絲消耗的功率為P＝1000W－120W＝880W，對電熱絲，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，選項A正確；由于不知道電動機線圈的發(fā)熱功率，所以電動機線圈的電阻無法計算，選項B錯誤；當電吹風吹熱風時，電熱絲每秒消耗的電能為880J，選項C錯誤；當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J，選項D錯誤。10．選AC充電器將電能轉化為鋰電池的化學能和內能，即UIt＝E化＋I2rt，充電器輸出的電功率為UI，電池產生的熱功率為I2r，據(jù)此可知，電能轉化為化學能的功率為UI－I2r，充電器的充電效率為eq\f(U－Ir,U)×100%，所以選項A、C正確。11．選AC根據(jù)題意第一個閃擊過程中轉移電荷量Q＝6C，時間約為t＝60μs，故平均電流為I平＝eq\f(Q,t)＝1×105A，閃擊過程中的瞬時最大值一定大于平均值，故A對；第一次閃擊過程中電功約為W＝QU＝6×109J，第一個閃擊過程的平均功率P＝eq\f(W,t)＝1×1014W，由于一次閃電過程主要發(fā)生在第一個閃擊過程中，但整個閃擊過程中的時間遠大于60μs，故B錯；閃電前云與地之間的電場強度約為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(1×109,1000)V/m＝1×106V/m，C對；整個閃電過程向外釋放的能量約為W＝6×109J，D錯。12．解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得：R＝eq\f(U,I1)＝eq\f(12,6)Ω＝2Ω其發(fā)熱功率為：P＝UI1＝12×6W＝72W